第六章 地圖表示

1、第六章 地圖表示 由地圖符號(hào)組合成的地圖雖然有千差萬(wàn)別的形式， 但它所表示的地理信息，無(wú)非是空間數(shù)據(jù)在性質(zhì)上或量 度上的差異。地圖學(xué)者多年來(lái)都在探討將地圖的符號(hào)組 合為若干個(gè)地圖符號(hào)模型。1972年瑞士英霍夫根據(jù)空間 數(shù)據(jù)的圖形結(jié)構(gòu)組成12種符號(hào)模型。1976年蘇聯(lián)薩里謝 夫也曾將地圖的符號(hào)模型列為10種表示方法。他們基本 上都是依形態(tài)分類(lèi)，系統(tǒng)性不顯著。 地圖符號(hào)模型以點(diǎn)、線(xiàn)、面的幾何分類(lèi)，并能兼顧 定性、定量的數(shù)據(jù)處理。較過(guò)去習(xí)慣使用的形態(tài)分類(lèi)， 能使地圖的表示方法更為系統(tǒng)化。 一、量表法在點(diǎn)狀符號(hào)中的應(yīng)用 1.定名量表的應(yīng)用 可以用于形象的、幾何的和組合的點(diǎn)狀符號(hào)中。形象符號(hào) 最大的優(yōu)點(diǎn)

2、是能快捷的傳遞地圖信息，它可以不借助圖例就能 使讀者了解符號(hào)的意義。在主體或詳細(xì)程度不同的地圖上，相 同的形象符號(hào)可以有不同的含義。 表示形象符號(hào)的主要變量是形狀和色相。 幾何符號(hào)基本上不與數(shù)據(jù)的屬性相關(guān)聯(lián)。組合符號(hào)主 要是指形狀變量的疊加，這種符號(hào)有利于形成地物類(lèi)別的 系列化。 2順序量表的應(yīng)用 順序量表的點(diǎn)狀符號(hào)用于表示地圖信息的強(qiáng)度。順序量表是 從具有可比變化的數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)化為多與少的關(guān)系。不必考 慮大與中或中與小在數(shù)值上的比例或絕對(duì)值。所以通常只取三 項(xiàng)順序。 表達(dá)順序可以采用尺寸變量，配合亮度、彩度或網(wǎng)紋變量， 構(gòu)成對(duì)象的強(qiáng)度變化。 順序量表的尺寸+亮度變化 3間距/比率量表的應(yīng)用

3、 間距/比率量表能顯示點(diǎn)狀符號(hào)中地圖數(shù)據(jù)的數(shù)量差別。 如上所述，順序量表和間距/比率量表的不同，僅在于前者隱 藏了數(shù)據(jù)的數(shù)量而只顯示數(shù)據(jù)的強(qiáng)度，那么表示數(shù)據(jù)的數(shù)量 時(shí)，最有效的視覺(jué)變量還是圖形的尺寸。也可以用亮度或網(wǎng) 紋來(lái)顯示數(shù)量。 二、比例圓的視覺(jué)尺度 比例圓是點(diǎn)狀符號(hào)在數(shù)量對(duì)比上最常采用的幾何符號(hào)。理由 是：（1）在視覺(jué)感受上圓形最穩(wěn)定；（2）圓面積公式中只有 一個(gè)變量；（3）在相同面積的各種圖形中，圓形所占圖上的 視覺(jué)空間最?。唬?）圓形常用于心理測(cè)驗(yàn)。 若數(shù)據(jù)很大時(shí)，須將數(shù)據(jù)整理成若干組，按比例設(shè)計(jì)圓面積 符號(hào)。因而在定量制圖中便提出了分級(jí)數(shù)目和它的比率處理。 1確定數(shù)據(jù)的分級(jí)數(shù)目 分

4、級(jí)的目的在于幫助閱讀和分析。制圖時(shí)將數(shù)據(jù)組分為5-9級(jí) 是比較合適的。 2確定比例圓的尺寸或比率 確定數(shù)據(jù)的分組范圍和確定比例圓分級(jí)的過(guò)程，已經(jīng)排除 了數(shù)據(jù)絕對(duì)值的出現(xiàn)，比例圓僅是視覺(jué)效果的參照物，即視覺(jué) 效應(yīng)比絕對(duì)比例更為重要。 表示比例圓的數(shù)據(jù)尺度可以有： （1）絕對(duì)比率符號(hào) 符號(hào)的面積大小 與它所代表事物的數(shù)量指標(biāo)成正比關(guān) 系。分絕對(duì)連續(xù)比率符號(hào)和絕對(duì)分級(jí) 比率符號(hào)兩類(lèi)。 （2）相對(duì)比率符號(hào)（任意比率符號(hào)） 符號(hào)的面積大小可大體表示事物數(shù)量 的多少，但與所代表事物的數(shù)量并不 成絕對(duì)比例關(guān)系。相對(duì)比率符號(hào)也分 連續(xù)的和分級(jí)的兩種。 三、點(diǎn)狀符號(hào)的擴(kuò)展 點(diǎn)狀符號(hào)的二維圖形可以擴(kuò)展為： 1.分

5、割圓 餅狀或圓狀的分割圓是一種定名量表，但也反映 數(shù)據(jù)的特征，表明占全量的百分比。 2.百分比幾何塊 包括柱狀圖、三角塊、正方塊等。 3.玫瑰圖 也是一種二維的圖形，表示一個(gè)區(qū)域按方位的 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，有很好的直觀(guān)效果。最常用于表示各測(cè)站的年均 風(fēng)向頻率。 二維點(diǎn)狀符號(hào)本身是一種形狀變量，它可以配合顏色、 方向和網(wǎng)紋的多種變量，產(chǎn)生彩色和非彩色的圖形。 4.三維圖形 使點(diǎn)狀符號(hào)產(chǎn)生立體感，還減少數(shù)據(jù)在圖面上所占 的空間位置。常見(jiàn)的三維圖形有：球狀符號(hào)、柱體符號(hào)、軸側(cè) 圖符號(hào)。 三維符號(hào)最適宜于采用色相、彩度、或網(wǎng)紋變量進(jìn)行圖形的 整飾。 四、點(diǎn)狀制圖的定位處理 點(diǎn)狀符號(hào)在普通地圖和專(zhuān)題地圖中都有廣

6、泛的應(yīng)用。 在地形圖上，控制點(diǎn)，居民點(diǎn)、獨(dú)立地物都采用了定名的 或順序的點(diǎn)狀符號(hào)。這些符號(hào)的重心或底點(diǎn)，都與地物的 地理位置相重合。另一類(lèi)點(diǎn)狀符號(hào)說(shuō)明一個(gè)地理范圍，例 如地類(lèi)界內(nèi)的闊葉林符號(hào)，一般是放置在地類(lèi)界的中心或 其他合適的位置。 五、定位符號(hào)圖與分區(qū)統(tǒng)計(jì)圖 在專(zhuān)題地圖中，把點(diǎn)狀符 號(hào)配置在中心位置上， 稱(chēng)為定位符號(hào)圖。 北京市村鎮(zhèn)人口密度圖（局部） 點(diǎn)狀符號(hào)只有少數(shù)可 以放置在數(shù)據(jù)中心位置上。 因?yàn)椋海?）專(zhuān)題符號(hào)一般 都較大，若數(shù)據(jù)中心是居 民點(diǎn)，會(huì)影響地理底圖的 顯示，（2）專(zhuān)題數(shù)據(jù)雖然 以一個(gè)點(diǎn)狀符號(hào)出現(xiàn)，但 它大多占有較大的制圖范 圍；（3）專(zhuān)題符號(hào)由于地 理位置的接近，經(jīng)常是

7、疊 置在一起的，適當(dāng)?shù)囊莆?是必然的。因此專(zhuān)題的點(diǎn) 狀符號(hào)只要求位置合理。 有時(shí)位移過(guò)遠(yuǎn)，則應(yīng)以箭 頭指向所代表的數(shù)據(jù)源位 置。 沿海地區(qū)農(nóng)作物播種面積及類(lèi)型 如果點(diǎn)狀符號(hào)是代表一個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)，把點(diǎn)狀符號(hào) 定位在這個(gè)區(qū)域的重心位置上，這種地圖通常為分區(qū)統(tǒng) 計(jì)圖。 北京工業(yè) 六、點(diǎn)值圖 人口分布或作物分布是一種離散的地理現(xiàn)象，所以是一種區(qū)域頻數(shù)制 圖。當(dāng)編圖完成后，區(qū)域單元界線(xiàn)在清繪成圖時(shí)即行刪去，而出現(xiàn)一種 離散點(diǎn)的分布。制圖的步驟包括： （1）確定區(qū)域單元 （2）確定區(qū)域單元內(nèi)數(shù)據(jù)的分布位置 因?yàn)樵谝粋€(gè)區(qū)域單元內(nèi)并不是所 有土地都適宜于表示某一種地理信息，例如人口，它不可能分布在軍事 禁區(qū)、

8、沼澤地、鹽堿地、自然保護(hù)區(qū)和山嶺上；所以在制作點(diǎn)值圖時(shí)， 首先對(duì)區(qū)域單元的限制因素進(jìn)行過(guò)濾，勾繪出不可能表示主體信息的區(qū) 域，剩余的地區(qū)才是能布設(shè)點(diǎn)狀符號(hào)的地方。 （3） 計(jì)算點(diǎn)值和點(diǎn)的尺寸 點(diǎn)值的大小應(yīng)該以制圖范圍內(nèi)區(qū)域單元最小 而數(shù)量最多的地區(qū)，平鋪出全部圓點(diǎn)而沒(méi)有重疊為最高限。 （4）作圖 經(jīng)過(guò)計(jì)算，確定了每一個(gè)區(qū)域單元的點(diǎn)數(shù)后，便可以布置 出全部圓點(diǎn)的位置。 點(diǎn)值法應(yīng)用于多項(xiàng)數(shù)據(jù)制圖時(shí)，各項(xiàng)數(shù)據(jù)可采用不同色相 的圓點(diǎn)來(lái)表示，圓點(diǎn)的直徑也可以有變化。點(diǎn)值法雖然是定量 制圖，但由于它沒(méi)有區(qū)域單元界線(xiàn)，所以不適宜于準(zhǔn)確的定位， 但由于圓點(diǎn)按頻數(shù)分布，圖形比較直觀(guān)，故能達(dá)到制圖區(qū)域內(nèi) 數(shù)量對(duì)比

9、的效果。 第二節(jié) 線(xiàn)狀符號(hào)的構(gòu)成 一、定位線(xiàn) 從地理數(shù)據(jù)表示為線(xiàn)狀符號(hào)，可以歸納為兩種數(shù)據(jù)類(lèi)型： （1）極端數(shù)據(jù) 要說(shuō)明經(jīng)線(xiàn)的經(jīng)度為120度，應(yīng)該即不少于120度，也不多 于120度則這條經(jīng)線(xiàn)在地圖上應(yīng)為無(wú)限細(xì)；境界線(xiàn)是兩個(gè)界樁中心點(diǎn)的連線(xiàn)， 出于突出界點(diǎn)的目的，境界線(xiàn)才有一定的寬度。 （2） 寬容數(shù)據(jù) 在地理環(huán)境中，線(xiàn)狀數(shù)據(jù)實(shí)際上是一個(gè)過(guò)渡帶，海岸線(xiàn)有 一個(gè)高潮位和一個(gè)低潮位之間的潮侵帶構(gòu)成。從資料來(lái)源分析，線(xiàn)狀符號(hào) 的平面位置多半從原圖縮放而來(lái)，因而其位置是準(zhǔn)確的。 定位線(xiàn)的種類(lèi)很多，不少專(zhuān)題圖都有本專(zhuān)題的線(xiàn)狀符號(hào)系列， 采用的變量主要是形狀、尺寸、色相和彩度，總的特征是采用符號(hào) 的組合或

10、附加一些形狀變量。 河流符號(hào)逐漸加粗境界線(xiàn)符號(hào) 地質(zhì)構(gòu)造線(xiàn) 二、走向線(xiàn)的定向與量化 走向線(xiàn)也稱(chēng)運(yùn)動(dòng)線(xiàn)，它表示地圖信息在圖面上的移動(dòng)軌 跡。走向線(xiàn)表示信息的移動(dòng)負(fù)有以下的使命： （1）反映移動(dòng)的起點(diǎn)和止點(diǎn)； （2）表示行進(jìn)路線(xiàn)； （3）流向； （4）流量； （5）流速; (6) 性狀指標(biāo) （7）相互聯(lián)系。 流量 相互聯(lián)系 走向線(xiàn)的其他形式還可以有：沿線(xiàn)用短箭頭相接、寬箭 尾等。對(duì)行進(jìn)路線(xiàn)并不精確的數(shù)據(jù)，也可以采用虛線(xiàn)或兩點(diǎn) 直接連線(xiàn)表示。 三、用線(xiàn)狀符號(hào)表示定量的分布-等值線(xiàn)、等密度線(xiàn) 定量分布的地理現(xiàn)象經(jīng)常采用等量線(xiàn)表示，以顯示空 間數(shù)據(jù)的三維模型。 等量線(xiàn)按照數(shù)據(jù)的特征，可以分為等值線(xiàn)和等密

11、度線(xiàn)兩類(lèi): 等值線(xiàn)的制圖數(shù)據(jù)是定位點(diǎn)的測(cè)量值或派生的數(shù)值。例如高 程點(diǎn)、降水量、溫度，均是經(jīng)過(guò)野外或室內(nèi)的量測(cè)儀器測(cè)定 的數(shù)值，因而都是絕對(duì)值。由絕對(duì)值派生的數(shù)據(jù)可以有平均 值或比率。用等值線(xiàn)表示數(shù)據(jù)的分布，說(shuō)明它的容量。 等值線(xiàn)勾繪 等密度線(xiàn)是由顯示在區(qū)域單元上的平均值數(shù)據(jù)產(chǎn)生 的。等密度線(xiàn)制圖不能采用絕對(duì)值，如要表示區(qū)域單元 的數(shù)值，必須將絕對(duì)數(shù)值轉(zhuǎn)為單位面積的比率或比值。 例如城區(qū)單元內(nèi)每平方千米的人口數(shù)-人口密度等。 人口密度圖 等值線(xiàn)圖具有以下特點(diǎn)： （1） 等值線(xiàn)顯示了空間數(shù)據(jù)的整體變化，其采集的數(shù)據(jù) 必須有連續(xù)性，經(jīng)過(guò)制圖構(gòu)成一個(gè)封閉的、三維的、線(xiàn)狀 表面。 （2） 等值線(xiàn)是定量

12、的符號(hào)，它可以進(jìn)行圖上量測(cè)。 （3） 在比例尺變換時(shí)，等值線(xiàn)容易通過(guò)制圖法則進(jìn)行圖 形的概括。 （4） 正是由于等值線(xiàn)的制圖對(duì)專(zhuān)題的三維模擬具有重 要的價(jià)值，制圖者必須充分研究制圖背景，廣泛地了解制 圖對(duì)象的分布，才能編制出好的等值線(xiàn)圖。 第三節(jié) 定性信息的面狀 制圖 一、定性信息的特征 定性信息表示在地圖上有三 種基本形式： 1.類(lèi)型圖 （質(zhì)底法） 它是沒(méi)有空白范圍的， 所有圖斑不是屬于這種類(lèi)型， 就是屬于另一類(lèi)型。如果出 現(xiàn)復(fù)域類(lèi)型，這些復(fù)域圖斑 便成為新的類(lèi)型，它們之間 也互不重疊。 2.區(qū)劃圖 社會(huì)現(xiàn)象中的分省、分縣地圖都屬于區(qū)劃圖。他們的特 征也是區(qū)域范圍互不重疊。區(qū)劃圖和類(lèi)型圖略有

13、不同的是， 圖斑之間沒(méi)有從屬關(guān)系。正由于它們具有同級(jí)的特點(diǎn)，運(yùn)用 色相變量表示圖斑時(shí)要有較大的差異，并且不宜采用相同色 相、不同亮度的圖斑設(shè)色。 3.范圍圖 一個(gè)圖幅范圍內(nèi)產(chǎn)業(yè)或作物的分布通常不能布滿(mǎn)全區(qū)， 因而顯示在地圖上呈散列及片狀分布的圖斑。當(dāng)表示兩種以 上的產(chǎn)業(yè)和作物時(shí)，他們?cè)诘貓D上的圖斑有可能互相重疊。 二、適宜于表示定性信息的變量 在彩色地圖上，色相變量是表示定性信息的第一選擇。 一般情況下，大面積圖斑不宜于過(guò)暗的色相，而小面積的圖 斑若色相淺淡，視覺(jué)上會(huì)有一種凹陷感。因?yàn)樯嗖话凳緢D 斑的順序性，因此在鋪設(shè)顏色時(shí)，應(yīng)協(xié)調(diào)圖斑之間的色相， 使視覺(jué)上不產(chǎn)生鏈條狀的色帶，或像色盲圖譜那

14、樣隱含某種 圖形。 定性信息也常用網(wǎng)紋表示，網(wǎng)紋中的排列、紋理和方向 變量，都能為定名符號(hào)提供各種式樣的小幾何圖形，應(yīng)用網(wǎng) 紋變量時(shí)要注意到符號(hào)的協(xié)調(diào)性。 三、定性信息的處理程序 1.類(lèi)型的調(diào)查 航空遙感圖像是類(lèi)型調(diào)查最直接的空間數(shù)據(jù)，編制類(lèi)型圖最佳的資料是 2-3年內(nèi)進(jìn)行航空攝影所得到的航空相片。也可以利用地形圖進(jìn)行野外 填圖。 2.類(lèi)型圖的分類(lèi)、分級(jí)和圖例設(shè)計(jì) 根據(jù)學(xué)科的特點(diǎn)，類(lèi)型制圖可以構(gòu)成三或四級(jí)分類(lèi)。和分類(lèi)相對(duì)應(yīng)的是 圖例系列。通常第一層分類(lèi)的面狀符號(hào)采用色相變量表示。 3.類(lèi)型界限的繪制 利用航空像片和衛(wèi)星像片調(diào)查類(lèi)型界線(xiàn)時(shí)，至少要有10%面積進(jìn)行實(shí)地 調(diào)查和野外判讀，建立類(lèi)型判讀

15、標(biāo)志，才有可能轉(zhuǎn)入對(duì)大部分地區(qū)的室 內(nèi)判讀，而且判讀結(jié)果還要進(jìn)行野外檢驗(yàn)。 在一個(gè)地區(qū)存在交錯(cuò)的類(lèi)型區(qū)時(shí)，兩種或三種類(lèi)型在這個(gè)區(qū)域均占1/2或 者1/3，因此很難判斷它們間誰(shuí)有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，即存在復(fù)域圖斑。 第四節(jié) 等值區(qū)域制圖 一、定量數(shù)據(jù)的特征 等值區(qū)域制圖所反映的地理數(shù)據(jù)， 和定性符號(hào)表示法截然不同。不是連 續(xù)的而是離散的，根據(jù)每一個(gè)統(tǒng)計(jì)單 元及相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，選用了面狀符號(hào) 表示，以反映每一個(gè)統(tǒng)計(jì)單元數(shù)量上 的差別。 用一個(gè)立體模型能夠很好 的象征等值區(qū)域制圖的特點(diǎn)。 多邊形柱的高度與每個(gè)多邊形 數(shù)據(jù)的值成正比。每一個(gè)多邊 形都有一個(gè)水平層面，這樣便 組成了一個(gè)多邊形柱群。 等值區(qū)域圖的編制

16、在數(shù)據(jù)應(yīng)用、表示方法和視覺(jué)感受方面 都有一些限制。首先在采集的數(shù)據(jù)類(lèi)型上，由于制圖表示是以 區(qū)域單元作為圖斑單位，自然連續(xù)的地理數(shù)據(jù)，如年平均氣溫 不能用等值區(qū)域法表示；其次，如果數(shù)據(jù)不能用比值或比率量 表處理就不能采用等值區(qū)域法制圖。 等值區(qū)域制圖法 和點(diǎn)狀符號(hào)法相比，在數(shù)據(jù)處理上等值區(qū)域法也要分區(qū)、 分級(jí)和采用比率量表制圖，但兩者的最大區(qū)別是：分區(qū)統(tǒng)計(jì)的 點(diǎn)狀符號(hào)一般代表的是各個(gè)分區(qū)的總值。等值區(qū)域法由于在統(tǒng) 計(jì)單元內(nèi)采用一致的符號(hào)，使整個(gè)統(tǒng)計(jì)面都處于面狀圖斑狀態(tài) 下。因而在制圖方法上更應(yīng)注意符號(hào)所采用的色相、亮度和網(wǎng) 紋的視覺(jué)效應(yīng)。 二、數(shù)據(jù)的分級(jí) 當(dāng)一個(gè)數(shù)值參差不齊的數(shù)組需要分級(jí)時(shí)，可

17、有四種方法： （1）外因分級(jí) 是選用與數(shù)據(jù)有關(guān)聯(lián)的值將數(shù)據(jù)分成若干 組。如國(guó)民生活水平分為：溫飽以下（年收入1000美元以 下）、溫飽型（年1000-2000美元）、小康型（年收入2000 美元以上）。 （2）平均分級(jí) 是將數(shù)據(jù)值等分，這種分級(jí)方法與數(shù)據(jù)的 分布規(guī)律沒(méi)有任何聯(lián)系。 （3）序列分級(jí) 是根據(jù)數(shù)組分布特征和分級(jí)數(shù)，采取漸增 和漸減的數(shù)值間隔為分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 （4）特殊分級(jí) 是根據(jù)數(shù)組的數(shù)據(jù)頻率所反映的顯著特 征進(jìn)行分級(jí)的方法，分級(jí)的數(shù)目并不由主觀(guān)確定，而是參 照數(shù)據(jù)頻率曲線(xiàn)的變化決定。其常用方法有：比率法、迭 代法、分位數(shù)法、標(biāo)準(zhǔn)差法等。 三、等值區(qū)域圖的符號(hào)化 這種面狀符號(hào)適宜采用的視

18、覺(jué)變量是亮度以及網(wǎng)紋中的紋 理、排列和方向，必要時(shí)彩度也可以采用。而形狀和尺寸變 量是不起作用的。 亮度是某一種色相的濃淡漸變過(guò)程，使圖形的分級(jí)間隔產(chǎn) 生數(shù)量的等級(jí)感。 網(wǎng)紋中的方向變量也常用于等值區(qū)域圖的設(shè)計(jì)，這時(shí)分級(jí) 間隔中的低值采用符號(hào)間隔較寬的方向線(xiàn)，高值則采用其他 方向間隔較密的方向線(xiàn)。制作等值區(qū)域圖要注意地理底圖的 設(shè)計(jì)。 制作等值區(qū)域圖時(shí)注意地理底圖的設(shè)計(jì)。和定性面狀符號(hào) 一樣，等值區(qū)域符號(hào)因要覆蓋在全部制圖區(qū)域上，制圖單元 的圖斑和行政界線(xiàn)重合，因而影響地理底圖的顯示。保持地 理底圖內(nèi)容負(fù)載量的適度，是等值區(qū)域制圖的準(zhǔn)則。 第五節(jié) 地理數(shù)據(jù)視覺(jué)化的進(jìn)展 一、地理數(shù)據(jù)視覺(jué)化的含義 視覺(jué)化